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第1部分 TreeMap介绍
TreeMap 简介
TreeMap 是一个有序的key-value集合，它是通过实现的。TreeMap&继承于AbstractMap，所以它是一个Map，即一个key-value集合。TreeMap 实现了NavigableMap接口，意味着它支持一系列的导航方法。比如返回有序的key集合。TreeMap 实现了Cloneable接口，意味着它能被克隆。TreeMap 实现了java.io.Serializable接口，意味着它支持序列化。
TreeMap基于红黑树（Red-Black tree）实现。该映射根据其键的自然顺序进行排序，或者根据创建映射时提供的 Comparator 进行排序，具体取决于使用的构造方法。TreeMap的基本操作 containsKey、get、put 和 remove 的时间复杂度是 log(n) 。另外，TreeMap是非同步的。 它的iterator 方法返回的迭代器是fail-fastl的。
TreeMap的构造函数
// 默认构造函数。使用该构造函数，TreeMap中的元素按照自然排序进行排列。
// 创建的TreeMap包含Map
TreeMap(Map&? extends K, ? extends V& copyFrom)
// 指定Tree的比较器
TreeMap(Comparator&? super K& comparator)
// 创建的TreeSet包含copyFrom
TreeMap(SortedMap&K, ? extends V& copyFrom)
TreeMap的API
Entry&K, V&
ceilingEntry(K key)
ceilingKey(K key)
Comparator&? super K&
comparator()
containsKey(Object key)
NavigableSet&K&
descendingKeySet()
NavigableMap&K, V&
descendingMap()
Set&Entry&K, V&&
entrySet()
Entry&K, V&
firstEntry()
firstKey()
Entry&K, V&
floorEntry(K key)
floorKey(K key)
get(Object key)
NavigableMap&K, V&
headMap(K to, boolean inclusive)
SortedMap&K, V&
headMap(K toExclusive)
Entry&K, V&
higherEntry(K key)
higherKey(K key)
Entry&K, V&
lastEntry()
Entry&K, V&
lowerEntry(K key)
lowerKey(K key)
NavigableSet&K&
navigableKeySet()
Entry&K, V&
pollFirstEntry()
Entry&K, V&
pollLastEntry()
put(K key, V value)
remove(Object key)
SortedMap&K, V&
subMap(K fromInclusive, K toExclusive)
NavigableMap&K, V&
subMap(K from, boolean fromInclusive, K to, boolean toInclusive)
NavigableMap&K, V&
tailMap(K from, boolean inclusive)
SortedMap&K, V&
tailMap(K fromInclusive)
第2部分 TreeMap数据结构
TreeMap的继承关系
java.lang.Object
java.util.AbstractMap&K, V&
java.util.TreeMap&K, V&
public class TreeMap&K,V&
extends AbstractMap&K,V&
implements NavigableMap&K,V&, Cloneable, java.io.Serializable {}
TreeMap与Map关系如下图：
从图中可以看出：(01) TreeMap实现继承于AbstractMap，并且实现了NavigableMap接口。(02) TreeMap的本质是R-B Tree(红黑树)，它包含几个重要的成员变量：&root,&size,&comparator。　　root&是红黑数的根节点。它是Entry类型，Entry是红黑数的节点，它包含了红黑数的6个基本组成成分：key(键)、value(值)、left(左孩子)、right(右孩子)、parent(父节点)、color(颜色)。Entry节点根据key进行排序，Entry节点包含的内容为value。&　　红黑数排序时，根据Entry中的key进行排序；Entry中的key比较大小是根据比较器comparator来进行判断的。　　size是红黑数中节点的个数。
关于红黑数的具体算法，请参考""。
第3部分 TreeMap源码解析(基于JDK1.6.0_45)
为了更了解TreeMap的原理，下面对TreeMap源码代码作出分析。我们先给出源码内容，后面再对源码进行详细说明，当然，源码内容中也包含了详细的代码注释。读者阅读的时候，建议先看后面的说明，先建立一个整体印象；之后再阅读源码。
1 package java.
3 public class TreeMap&K,V&
4 extends AbstractMap&K,V&
5 implements NavigableMap&K,V&, Cloneable, java.io.Serializable
// 比较器。用来给TreeMap排序
private final Comparator&? super K&
// TreeMap是红黑树实现的，root是红黑书的根节点
private transient Entry&K,V& root =
// 红黑树的节点总数
private transient int size = 0;
// 记录红黑树的修改次数
private transient int modCount = 0;
// 默认构造函数
public TreeMap() {
comparator =
// 带比较器的构造函数
public TreeMap(Comparator&? super K& comparator) {
this.comparator =
// 带Map的构造函数，Map会成为TreeMap的子集
public TreeMap(Map&? extends K, ? extends V& m) {
comparator =
putAll(m);
// 带SortedMap的构造函数，SortedMap会成为TreeMap的子集
public TreeMap(SortedMap&K, ? extends V& m) {
comparator = m.comparator();
buildFromSorted(m.size(), m.entrySet().iterator(), null, null);
} catch (java.io.IOException cannotHappen) {
} catch (ClassNotFoundException cannotHappen) {
public int size() {
// 返回TreeMap中是否保护“键(key)”
public boolean containsKey(Object key) {
return getEntry(key) !=
// 返回TreeMap中是否保护"值(value)"
public boolean containsValue(Object value) {
// getFirstEntry() 是返回红黑树的第一个节点
// successor(e) 是获取节点e的后继节点
for (Entry&K,V& e = getFirstEntry(); e != e = successor(e))
if (valEquals(value, e.value))
// 获取“键(key)”对应的“值(value)”
public V get(Object key) {
// 获取“键”为key的节点(p)
Entry&K,V& p = getEntry(key);
// 若节点(p)为null，返回null；否则，返回节点对应的值
return (p==null ? null : p.value);
public Comparator&? super K& comparator() {
// 获取第一个节点对应的key
public K firstKey() {
return key(getFirstEntry());
// 获取最后一个节点对应的key
public K lastKey() {
return key(getLastEntry());
// 将map中的全部节点添加到TreeMap中
public void putAll(Map&? extends K, ? extends V& map) {
// 获取map的大小
int mapSize = map.size();
// 如果TreeMap的大小是0,且map的大小不是0,且map是已排序的“key-value对”
if (size==0 && mapSize!=0 && map instanceof SortedMap) {
Comparator c = ((SortedMap)map).comparator();
// 如果TreeMap和map的比较器相等；
// 则将map的元素全部拷贝到TreeMap中，然后返回！
if (c == comparator || (c != null && c.equals(comparator))) {
buildFromSorted(mapSize, map.entrySet().iterator(),
null, null);
} catch (java.io.IOException cannotHappen) {
} catch (ClassNotFoundException cannotHappen) {
// 调用AbstractMap中的putAll();
// AbstractMap中的putAll()又会调用到TreeMap的put()
super.putAll(map);
// 获取TreeMap中“键”为key的节点
final Entry&K,V& getEntry(Object key) {
// 若“比较器”为null，则通过getEntryUsingComparator()获取“键”为key的节点
if (comparator != null)
return getEntryUsingComparator(key);
if (key == null)
throw new NullPointerException();
Comparable&? super K& k = (Comparable&? super K&)
// 将p设为根节点
Entry&K,V& p =
while (p != null) {
int cmp = k.compareTo(p.key);
// 若“p的key” & key，则p=“p的左孩子”
if (cmp & 0)
// 若“p的key” & key，则p=“p的左孩子”
else if (cmp & 0)
// 若“p的key” = key，则返回节点p
// 获取TreeMap中“键”为key的节点(对应TreeMap的比较器不是null的情况)
final Entry&K,V& getEntryUsingComparator(Object key) {
Comparator&? super K& cpr =
if (cpr != null) {
// 将p设为根节点
Entry&K,V& p =
while (p != null) {
int cmp = cpr.compare(k, p.key);
// 若“p的key” & key，则p=“p的左孩子”
if (cmp & 0)
// 若“p的key” & key，则p=“p的左孩子”
else if (cmp & 0)
// 若“p的key” = key，则返回节点p
// 获取TreeMap中不小于key的最小的节点；
// 若不存在(即TreeMap中所有节点的键都比key大)，就返回null
final Entry&K,V& getCeilingEntry(K key) {
Entry&K,V& p =
while (p != null) {
int cmp = compare(key, p.key);
// 情况一：若“p的key” & key。
// 若 p 存在左孩子，则设 p=“p的左孩子”；
// 否则，返回p
if (cmp & 0) {
if (p.left != null)
// 情况二：若“p的key” & key。
} else if (cmp & 0) {
// 若 p 存在右孩子，则设 p=“p的右孩子”
if (p.right != null) {
// 若 p 不存在右孩子，则找出 p 的后继节点，并返回
// 注意：这里返回的 “p的后继节点”有2种可能性：第一，null；第二，TreeMap中大于key的最小的节点。
理解这一点的核心是，getCeilingEntry是从root开始遍历的。
若getCeilingEntry能走到这一步，那么，它之前“已经遍历过的节点的key”都 & key。
能理解上面所说的，那么就很容易明白，为什么“p的后继节点”又2种可能性了。
Entry&K,V& parent = p.
Entry&K,V& ch =
while (parent != null && ch == parent.right) {
parent = parent.
// 情况三：若“p的key” = key。
// 获取TreeMap中不大于key的最大的节点；
// 若不存在(即TreeMap中所有节点的键都比key小)，就返回null
// getFloorEntry的原理和getCeilingEntry类似，这里不再多说。
final Entry&K,V& getFloorEntry(K key) {
Entry&K,V& p =
while (p != null) {
int cmp = compare(key, p.key);
if (cmp & 0) {
if (p.right != null)
} else if (cmp & 0) {
if (p.left != null) {
Entry&K,V& parent = p.
Entry&K,V& ch =
while (parent != null && ch == parent.left) {
parent = parent.
// 获取TreeMap中大于key的最小的节点。
// 若不存在，就返回null。
请参照getCeilingEntry来对getHigherEntry进行理解。
final Entry&K,V& getHigherEntry(K key) {
Entry&K,V& p =
while (p != null) {
int cmp = compare(key, p.key);
if (cmp & 0) {
if (p.left != null)
if (p.right != null) {
Entry&K,V& parent = p.
Entry&K,V& ch =
while (parent != null && ch == parent.right) {
parent = parent.
// 获取TreeMap中小于key的最大的节点。
// 若不存在，就返回null。
请参照getCeilingEntry来对getLowerEntry进行理解。
final Entry&K,V& getLowerEntry(K key) {
Entry&K,V& p =
while (p != null) {
int cmp = compare(key, p.key);
if (cmp & 0) {
if (p.right != null)
if (p.left != null) {
Entry&K,V& parent = p.
Entry&K,V& ch =
while (parent != null && ch == parent.left) {
parent = parent.
// 将“key, value”添加到TreeMap中
// 理解TreeMap的前提是掌握“红黑树”。
// 若理解“红黑树中添加节点”的算法，则很容易理解put。
public V put(K key, V value) {
Entry&K,V& t =
// 若红黑树为空，则插入根节点
if (t == null) {
// 5045147: (coll) Adding null to an empty TreeSet should
// throw NullPointerException
// compare(key, key); // type check
root = new Entry&K,V&(key, value, null);
modCount++;
Entry&K,V&
// split comparator and comparable paths
Comparator&? super K& cpr =
// 在二叉树(红黑树是特殊的二叉树)中，找到(key, value)的插入位置。
// 红黑树是以key来进行排序的，所以这里以key来进行查找。
if (cpr != null) {
cmp = cpr.compare(key, t.key);
if (cmp & 0)
else if (cmp & 0)
return t.setValue(value);
} while (t != null);
if (key == null)
throw new NullPointerException();
Comparable&? super K& k = (Comparable&? super K&)
cmp = k.compareTo(t.key);
if (cmp & 0)
else if (cmp & 0)
return t.setValue(value);
} while (t != null);
// 新建红黑树的节点(e)
Entry&K,V& e = new Entry&K,V&(key, value, parent);
if (cmp & 0)
parent.left =
parent.right =
// 红黑树插入节点后，不再是一颗红黑树；
// 这里通过fixAfterInsertion的处理，来恢复红黑树的特性。
fixAfterInsertion(e);
modCount++;
// 删除TreeMap中的键为key的节点，并返回节点的值
public V remove(Object key) {
// 找到键为key的节点
Entry&K,V& p = getEntry(key);
if (p == null)
// 保存节点的值
V oldValue = p.
// 删除节点
deleteEntry(p);
return oldV
// 清空红黑树
public void clear() {
modCount++;
// 克隆一个TreeMap，并返回Object对象
public Object clone() {
TreeMap&K,V& clone =
clone = (TreeMap&K,V&) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new InternalError();
// Put clone into "virgin" state (except for comparator)
clone.root =
clone.size = 0;
clone.modCount = 0;
clone.entrySet =
clone.navigableKeySet =
clone.descendingMap =
// Initialize clone with our mappings
clone.buildFromSorted(size, entrySet().iterator(), null, null);
} catch (java.io.IOException cannotHappen) {
} catch (ClassNotFoundException cannotHappen) {
// 获取第一个节点(对外接口)。
public Map.Entry&K,V& firstEntry() {
return exportEntry(getFirstEntry());
// 获取最后一个节点(对外接口)。
public Map.Entry&K,V& lastEntry() {
return exportEntry(getLastEntry());
// 获取第一个节点，并将改节点从TreeMap中删除。
public Map.Entry&K,V& pollFirstEntry() {
// 获取第一个节点
Entry&K,V& p = getFirstEntry();
Map.Entry&K,V& result = exportEntry(p);
// 删除第一个节点
if (p != null)
deleteEntry(p);
// 获取最后一个节点，并将改节点从TreeMap中删除。
public Map.Entry&K,V& pollLastEntry() {
// 获取最后一个节点
Entry&K,V& p = getLastEntry();
Map.Entry&K,V& result = exportEntry(p);
// 删除最后一个节点
if (p != null)
deleteEntry(p);
// 返回小于key的最大的键值对，没有的话返回null
public Map.Entry&K,V& lowerEntry(K key) {
return exportEntry(getLowerEntry(key));
// 返回小于key的最大的键值对所对应的KEY，没有的话返回null
public K lowerKey(K key) {
return keyOrNull(getLowerEntry(key));
// 返回不大于key的最大的键值对，没有的话返回null
public Map.Entry&K,V& floorEntry(K key) {
return exportEntry(getFloorEntry(key));
// 返回不大于key的最大的键值对所对应的KEY，没有的话返回null
public K floorKey(K key) {
return keyOrNull(getFloorEntry(key));
// 返回不小于key的最小的键值对，没有的话返回null
public Map.Entry&K,V& ceilingEntry(K key) {
return exportEntry(getCeilingEntry(key));
// 返回不小于key的最小的键值对所对应的KEY，没有的话返回null
public K ceilingKey(K key) {
return keyOrNull(getCeilingEntry(key));
// 返回大于key的最小的键值对，没有的话返回null
public Map.Entry&K,V& higherEntry(K key) {
return exportEntry(getHigherEntry(key));
// 返回大于key的最小的键值对所对应的KEY，没有的话返回null
public K higherKey(K key) {
return keyOrNull(getHigherEntry(key));
// TreeMap的红黑树节点对应的集合
private transient EntrySet entrySet =
// KeySet为KeySet导航类
private transient KeySet&K& navigableKeySet =
// descendingMap为键值对的倒序“映射”
private transient NavigableMap&K,V& descendingMap =
// 返回TreeMap的“键的集合”
public Set&K& keySet() {
return navigableKeySet();
// 获取“可导航”的Key的集合
// 实际上是返回KeySet类的对象。
public NavigableSet&K& navigableKeySet() {
KeySet&K& nks = navigableKeyS
return (nks != null) ? nks : (navigableKeySet = new KeySet(this));
// 返回“TreeMap的值对应的集合”
public Collection&V& values() {
Collection&V& vs =
return (vs != null) ? vs : (values = new Values());
// 获取TreeMap的Entry的集合，实际上是返回EntrySet类的对象。
public Set&Map.Entry&K,V&& entrySet() {
EntrySet es = entryS
return (es != null) ? es : (entrySet = new EntrySet());
// 获取TreeMap的降序Map
// 实际上是返回DescendingSubMap类的对象
public NavigableMap&K, V& descendingMap() {
NavigableMap&K, V& km = descendingM
return (km != null) ? km :
(descendingMap = new DescendingSubMap(this,
true, null, true,
true, null, true));
// 获取TreeMap的子Map
// 范围是从fromKey 到 toKey；fromInclusive是是否包含fromKey的标记，toInclusive是是否包含toKey的标记
public NavigableMap&K,V& subMap(K fromKey, boolean fromInclusive,
boolean toInclusive) {
return new AscendingSubMap(this,
false, fromKey, fromInclusive,
false, toKey,
toInclusive);
// 获取“Map的头部”
// 范围从第一个节点 到 toKey, inclusive是是否包含toKey的标记
public NavigableMap&K,V& headMap(K toKey, boolean inclusive) {
return new AscendingSubMap(this,
false, toKey, inclusive);
// 获取“Map的尾部”。
// 范围是从 fromKey 到 最后一个节点，inclusive是是否包含fromKey的标记
public NavigableMap&K,V& tailMap(K fromKey, boolean inclusive) {
return new AscendingSubMap(this,
false, fromKey, inclusive,
// 获取“子Map”。
// 范围是从fromKey(包括) 到 toKey(不包括)
public SortedMap&K,V& subMap(K fromKey, K toKey) {
return subMap(fromKey, true, toKey, false);
// 获取“Map的头部”。
// 范围从第一个节点 到 toKey(不包括)
public SortedMap&K,V& headMap(K toKey) {
return headMap(toKey, false);
// 获取“Map的尾部”。
// 范围是从 fromKey(包括) 到 最后一个节点
public SortedMap&K,V& tailMap(K fromKey) {
return tailMap(fromKey, true);
// ”TreeMap的值的集合“对应的类，它集成于AbstractCollection
class Values extends AbstractCollection&V& {
// 返回迭代器
public Iterator&V& iterator() {
return new ValueIterator(getFirstEntry());
// 返回个数
public int size() {
return TreeMap.this.size();
// "TreeMap的值的集合"中是否包含"对象o"
public boolean contains(Object o) {
return TreeMap.this.containsValue(o);
// 删除"TreeMap的值的集合"中的"对象o"
public boolean remove(Object o) {
for (Entry&K,V& e = getFirstEntry(); e != e = successor(e)) {
if (valEquals(e.getValue(), o)) {
deleteEntry(e);
// 清空删除"TreeMap的值的集合"
public void clear() {
TreeMap.this.clear();
// EntrySet是“TreeMap的所有键值对组成的集合”，
// EntrySet集合的单位是单个“键值对”。
class EntrySet extends AbstractSet&Map.Entry&K,V&& {
public Iterator&Map.Entry&K,V&& iterator() {
return new EntryIterator(getFirstEntry());
// EntrySet中是否包含“键值对Object”
public boolean contains(Object o) {
if (!(o instanceof Map.Entry))
Map.Entry&K,V& entry = (Map.Entry&K,V&)
V value = entry.getValue();
Entry&K,V& p = getEntry(entry.getKey());
return p != null && valEquals(p.getValue(), value);
// 删除EntrySet中的“键值对Object”
public boolean remove(Object o) {
if (!(o instanceof Map.Entry))
Map.Entry&K,V& entry = (Map.Entry&K,V&)
V value = entry.getValue();
Entry&K,V& p = getEntry(entry.getKey());
if (p != null && valEquals(p.getValue(), value)) {
deleteEntry(p);
// 返回EntrySet中元素个数
public int size() {
return TreeMap.this.size();
// 清空EntrySet
public void clear() {
TreeMap.this.clear();
// 返回“TreeMap的KEY组成的迭代器(顺序)”
Iterator&K& keyIterator() {
return new KeyIterator(getFirstEntry());
// 返回“TreeMap的KEY组成的迭代器(逆序)”
Iterator&K& descendingKeyIterator() {
return new DescendingKeyIterator(getLastEntry());
// KeySet是“TreeMap中所有的KEY组成的集合”
// KeySet继承于AbstractSet，而且实现了NavigableSet接口。
static final class KeySet&E& extends AbstractSet&E& implements NavigableSet&E& {
// NavigableMap成员，KeySet是通过NavigableMap实现的
private final NavigableMap&E, Object&
KeySet(NavigableMap&E,Object& map) { m = }
// 升序迭代器
public Iterator&E& iterator() {
// 若是TreeMap对象，则调用TreeMap的迭代器keyIterator()
// 否则，调用TreeMap子类NavigableSubMap的迭代器keyIterator()
if (m instanceof TreeMap)
return ((TreeMap&E,Object&)m).keyIterator();
return (Iterator&E&)(((TreeMap.NavigableSubMap)m).keyIterator());
// 降序迭代器
public Iterator&E& descendingIterator() {
// 若是TreeMap对象，则调用TreeMap的迭代器descendingKeyIterator()
// 否则，调用TreeMap子类NavigableSubMap的迭代器descendingKeyIterator()
if (m instanceof TreeMap)
return ((TreeMap&E,Object&)m).descendingKeyIterator();
return (Iterator&E&)(((TreeMap.NavigableSubMap)m).descendingKeyIterator());
public int size() { return m.size(); }
public boolean isEmpty() { return m.isEmpty(); }
public boolean contains(Object o) { return m.containsKey(o); }
public void clear() { m.clear(); }
public E lower(E e) { return m.lowerKey(e); }
public E floor(E e) { return m.floorKey(e); }
public E ceiling(E e) { return m.ceilingKey(e); }
public E higher(E e) { return m.higherKey(e); }
public E first() { return m.firstKey(); }
public E last() { return m.lastKey(); }
public Comparator&? super E& comparator() { return m.comparator(); }
public E pollFirst() {
Map.Entry&E,Object& e = m.pollFirstEntry();
return e == null? null : e.getKey();
public E pollLast() {
Map.Entry&E,Object& e = m.pollLastEntry();
return e == null? null : e.getKey();
public boolean remove(Object o) {
int oldSize = size();
m.remove(o);
return size() != oldS
public NavigableSet&E& subSet(E fromElement, boolean fromInclusive,
E toElement,
boolean toInclusive) {
return new TreeSet&E&(m.subMap(fromElement, fromInclusive,
toElement,
toInclusive));
public NavigableSet&E& headSet(E toElement, boolean inclusive) {
return new TreeSet&E&(m.headMap(toElement, inclusive));
public NavigableSet&E& tailSet(E fromElement, boolean inclusive) {
return new TreeSet&E&(m.tailMap(fromElement, inclusive));
public SortedSet&E& subSet(E fromElement, E toElement) {
return subSet(fromElement, true, toElement, false);
public SortedSet&E& headSet(E toElement) {
return headSet(toElement, false);
public SortedSet&E& tailSet(E fromElement) {
return tailSet(fromElement, true);
public NavigableSet&E& descendingSet() {
return new TreeSet(m.descendingMap());
// 它是TreeMap中的一个抽象迭代器，实现了一些通用的接口。
abstract class PrivateEntryIterator&T& implements Iterator&T& {
// 下一个元素
Entry&K,V&
// 上一次返回元素
Entry&K,V& lastR
// 期望的修改次数，用于实现fast-fail机制
int expectedModC
PrivateEntryIterator(Entry&K,V& first) {
expectedModCount = modC
lastReturned =
public final boolean hasNext() {
return next !=
// 获取下一个节点
final Entry&K,V& nextEntry() {
Entry&K,V& e =
if (e == null)
throw new NoSuchElementException();
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
next = successor(e);
lastReturned =
// 获取上一个节点
final Entry&K,V& prevEntry() {
Entry&K,V& e =
if (e == null)
throw new NoSuchElementException();
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
next = predecessor(e);
lastReturned =
// 删除当前节点
public void remove() {
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
// 这里重点强调一下“为什么当lastReturned的左右孩子都不为空时，要将其赋值给next”。
// 目的是为了“删除lastReturned节点之后，next节点指向的仍然是下一个节点”。
根据“红黑树”的特性可知：
当被删除节点有两个儿子时。那么，首先把“它的后继节点的内容”复制给“该节点的内容”；之后，删除“它的后继节点”。
这意味着“当被删除节点有两个儿子时，删除当前节点之后，'新的当前节点'实际上是‘原有的后继节点(即下一个节点)’”。
而此时next仍然指向"新的当前节点"。也就是说next是仍然是指向下一个节点；能继续遍历红黑树。
if (lastReturned.left != null && lastReturned.right != null)
next = lastR
deleteEntry(lastReturned);
expectedModCount = modC
lastReturned =
// TreeMap的Entry对应的迭代器
final class EntryIterator extends PrivateEntryIterator&Map.Entry&K,V&& {
EntryIterator(Entry&K,V& first) {
super(first);
public Map.Entry&K,V& next() {
return nextEntry();
// TreeMap的Value对应的迭代器
final class ValueIterator extends PrivateEntryIterator&V& {
ValueIterator(Entry&K,V& first) {
super(first);
public V next() {
return nextEntry().
// reeMap的KEY组成的迭代器(顺序)
final class KeyIterator extends PrivateEntryIterator&K& {
KeyIterator(Entry&K,V& first) {
super(first);
public K next() {
return nextEntry().
// TreeMap的KEY组成的迭代器(逆序)
final class DescendingKeyIterator extends PrivateEntryIterator&K& {
DescendingKeyIterator(Entry&K,V& first) {
super(first);
public K next() {
return prevEntry().
// 比较两个对象的大小
final int compare(Object k1, Object k2) {
return comparator==null ? ((Comparable&? super K&)k1).compareTo((K)k2)
: comparator.compare((K)k1, (K)k2);
// 判断两个对象是否相等
final static boolean valEquals(Object o1, Object o2) {
return (o1==null ? o2==null : o1.equals(o2));
// 返回“Key-Value键值对”的一个简单拷贝(AbstractMap.SimpleImmutableEntry&K,V&对象)
// 可用来读取“键值对”的值
static &K,V& Map.Entry&K,V& exportEntry(TreeMap.Entry&K,V& e) {
return e == null? null :
new AbstractMap.SimpleImmutableEntry&K,V&(e);
// 若“键值对”不为null，则返回KEY；否则，返回null
static &K,V& K keyOrNull(TreeMap.Entry&K,V& e) {
return e == null? null : e.
// 若“键值对”不为null，则返回KEY；否则，抛出异常
static &K& K key(Entry&K,?& e) {
if (e==null)
throw new NoSuchElementException();
// TreeMap的SubMap，它一个抽象类，实现了公共操作。
// 它包括了"(升序)AscendingSubMap"和"(降序)DescendingSubMap"两个子类。
static abstract class NavigableSubMap&K,V& extends AbstractMap&K,V&
implements NavigableMap&K,V&, java.io.Serializable {
// TreeMap的拷贝
final TreeMap&K,V&
// lo是“子Map范围的最小值”，hi是“子Map范围的最大值”；
// loInclusive是“是否包含lo的标记”，hiInclusive是“是否包含hi的标记”
// fromStart是“表示是否从第一个节点开始计算”，
// toEnd是“表示是否计算到最后一个节点
final K lo,
final boolean fromStart, toE
final boolean loInclusive, hiI
// 构造函数
NavigableSubMap(TreeMap&K,V& m,
boolean fromStart, K lo, boolean loInclusive,
boolean toEnd,
K hi, boolean hiInclusive) {
if (!fromStart && !toEnd) {
if (m.compare(lo, hi) & 0)
throw new IllegalArgumentException("fromKey & toKey");
if (!fromStart) // type check
m.compare(lo, lo);
if (!toEnd)
m.compare(hi, hi);
this.fromStart = fromS
this.loInclusive = loI
this.toEnd = toE
this.hiInclusive = hiI
// 判断key是否太小
final boolean tooLow(Object key) {
// 若该SubMap不包括“起始节点”，
// 并且，“key小于最小键(lo)”或者“key等于最小键(lo)，但最小键却没包括在该SubMap内”
// 则判断key太小。其余情况都不是太小！
if (!fromStart) {
int c = m.compare(key, lo);
if (c & 0 || (c == 0 && !loInclusive))
// 判断key是否太大
final boolean tooHigh(Object key) {
// 若该SubMap不包括“结束节点”，
// 并且，“key大于最大键(hi)”或者“key等于最大键(hi)，但最大键却没包括在该SubMap内”
// 则判断key太大。其余情况都不是太大！
if (!toEnd) {
int c = m.compare(key, hi);
if (c & 0 || (c == 0 && !hiInclusive))
// 判断key是否在“lo和hi”开区间范围内
final boolean inRange(Object key) {
return !tooLow(key) && !tooHigh(key);
// 判断key是否在封闭区间内
final boolean inClosedRange(Object key) {
return (fromStart || m.compare(key, lo) &= 0)
&& (toEnd || m.compare(hi, key) &= 0);
// 判断key是否在区间内, inclusive是区间开关标志
final boolean inRange(Object key, boolean inclusive) {
return inclusive ? inRange(key) : inClosedRange(key);
// 返回最低的Entry
final TreeMap.Entry&K,V& absLowest() {
// 若“包含起始节点”，则调用getFirstEntry()返回第一个节点
// 否则的话，若包括lo，则调用getCeilingEntry(lo)获取大于/等于lo的最小的E
否则，调用getHigherEntry(lo)获取大于lo的最小Entry
TreeMap.Entry&K,V& e =
(fromStart ?
m.getFirstEntry() :
(loInclusive ? m.getCeilingEntry(lo) :
m.getHigherEntry(lo)));
return (e == null || tooHigh(e.key)) ? null :
// 返回最高的Entry
final TreeMap.Entry&K,V& absHighest() {
// 若“包含结束节点”，则调用getLastEntry()返回最后一个节点
// 否则的话，若包括hi，则调用getFloorEntry(hi)获取小于/等于hi的最大的E
否则，调用getLowerEntry(hi)获取大于hi的最大Entry
TreeMap.Entry&K,V& e =
TreeMap.Entry&K,V& e =
m.getLastEntry() :
(hiInclusive ?
m.getFloorEntry(hi) :
m.getLowerEntry(hi)));
return (e == null || tooLow(e.key)) ? null :
// 返回"大于/等于key的最小的Entry"
final TreeMap.Entry&K,V& absCeiling(K key) {
// 只有在“key太小”的情况下，absLowest()返回的Entry才是“大于/等于key的最小Entry”
// 其它情况下不行。例如，当包含“起始节点”时，absLowest()返回的是最小Entry了！
if (tooLow(key))
return absLowest();
// 获取“大于/等于key的最小Entry”
TreeMap.Entry&K,V& e = m.getCeilingEntry(key);
return (e == null || tooHigh(e.key)) ? null :
// 返回"大于key的最小的Entry"
final TreeMap.Entry&K,V& absHigher(K key) {
// 只有在“key太小”的情况下，absLowest()返回的Entry才是“大于key的最小Entry”
// 其它情况下不行。例如，当包含“起始节点”时，absLowest()返回的是最小Entry了,而不一定是“大于key的最小Entry”！
if (tooLow(key))
return absLowest();
// 获取“大于key的最小Entry”
TreeMap.Entry&K,V& e = m.getHigherEntry(key);
return (e == null || tooHigh(e.key)) ? null :
// 返回"小于/等于key的最大的Entry"
final TreeMap.Entry&K,V& absFloor(K key) {
// 只有在“key太大”的情况下，(absHighest)返回的Entry才是“小于/等于key的最大Entry”
// 其它情况下不行。例如，当包含“结束节点”时，absHighest()返回的是最大Entry了！
if (tooHigh(key))
return absHighest();
// 获取"小于/等于key的最大的Entry"
TreeMap.Entry&K,V& e = m.getFloorEntry(key);
return (e == null || tooLow(e.key)) ? null :
// 返回"小于key的最大的Entry"
final TreeMap.Entry&K,V& absLower(K key) {
// 只有在“key太大”的情况下，(absHighest)返回的Entry才是“小于key的最大Entry”
// 其它情况下不行。例如，当包含“结束节点”时，absHighest()返回的是最大Entry了,而不一定是“小于key的最大Entry”！
if (tooHigh(key))
return absHighest();
// 获取"小于key的最大的Entry"
TreeMap.Entry&K,V& e = m.getLowerEntry(key);
return (e == null || tooLow(e.key)) ? null :
// 返回“大于最大节点中的最小节点”，不存在的话，返回null
final TreeMap.Entry&K,V& absHighFence() {
return (toEnd ? null : (hiInclusive ?
m.getHigherEntry(hi) :
m.getCeilingEntry(hi)));
// 返回“小于最小节点中的最大节点”，不存在的话，返回null
final TreeMap.Entry&K,V& absLowFence() {
return (fromStart ? null : (loInclusive ?
m.getLowerEntry(lo) :
m.getFloorEntry(lo)));
// 下面几个abstract方法是需要NavigableSubMap的实现类实现的方法
abstract TreeMap.Entry&K,V& subLowest();
abstract TreeMap.Entry&K,V& subHighest();
abstract TreeMap.Entry&K,V& subCeiling(K key);
abstract TreeMap.Entry&K,V& subHigher(K key);
abstract TreeMap.Entry&K,V& subFloor(K key);
abstract TreeMap.Entry&K,V& subLower(K key);
// 返回“顺序”的键迭代器
abstract Iterator&K& keyIterator();
// 返回“逆序”的键迭代器
abstract Iterator&K& descendingKeyIterator();
// 返回SubMap是否为空。空的话，返回true，否则返回false
public boolean isEmpty() {
return (fromStart && toEnd) ? m.isEmpty() : entrySet().isEmpty();
// 返回SubMap的大小
public int size() {
return (fromStart && toEnd) ? m.size() : entrySet().size();
// 返回SubMap是否包含键key
public final boolean containsKey(Object key) {
return inRange(key) && m.containsKey(key);
// 将key-value 插入SubMap中
public final V put(K key, V value) {
if (!inRange(key))
throw new IllegalArgumentException("key out of range");
return m.put(key, value);
// 获取key对应值
public final V get(Object key) {
return !inRange(key)? null :
m.get(key);
// 删除key对应的键值对
public final V remove(Object key) {
return !inRange(key)? null
: m.remove(key);
// 获取“大于/等于key的最小键值对”
public final Map.Entry&K,V& ceilingEntry(K key) {
return exportEntry(subCeiling(key));
// 获取“大于/等于key的最小键”
public final K ceilingKey(K key) {
return keyOrNull(subCeiling(key));
// 获取“大于key的最小键值对”
public final Map.Entry&K,V& higherEntry(K key) {
return exportEntry(subHigher(key));
// 获取“大于key的最小键”
public final K higherKey(K key) {
return keyOrNull(subHigher(key));
// 获取“小于/等于key的最大键值对”
public final Map.Entry&K,V& floorEntry(K key) {
return exportEntry(subFloor(key));
// 获取“小于/等于key的最大键”
public final K floorKey(K key) {
return keyOrNull(subFloor(key));
// 获取“小于key的最大键值对”
public final Map.Entry&K,V& lowerEntry(K key) {
return exportEntry(subLower(key));
// 获取“小于key的最大键”
public final K lowerKey(K key) {
return keyOrNull(subLower(key));
// 获取"SubMap的第一个键"
public final K firstKey() {
return key(subLowest());
// 获取"SubMap的最后一个键"
public final K lastKey() {
return key(subHighest());
// 获取"SubMap的第一个键值对"
public final Map.Entry&K,V& firstEntry() {
return exportEntry(subLowest());
// 获取"SubMap的最后一个键值对"
public final Map.Entry&K,V& lastEntry() {
return exportEntry(subHighest());
// 返回"SubMap的第一个键值对"，并从SubMap中删除改键值对
public final Map.Entry&K,V& pollFirstEntry() {
TreeMap.Entry&K,V& e = subLowest();
Map.Entry&K,V& result = exportEntry(e);
if (e != null)
m.deleteEntry(e);
// 返回"SubMap的最后一个键值对"，并从SubMap中删除改键值对
public final Map.Entry&K,V& pollLastEntry() {
TreeMap.Entry&K,V& e = subHighest();
Map.Entry&K,V& result = exportEntry(e);
if (e != null)
m.deleteEntry(e);
transient NavigableMap&K,V& descendingMapView =
transient EntrySetView entrySetView =
transient KeySet&K& navigableKeySetView =
// 返回NavigableSet对象，实际上返回的是当前对象的"Key集合"。
public final NavigableSet&K& navigableKeySet() {
KeySet&K& nksv = navigableKeySetV
return (nksv != null) ? nksv :
(navigableKeySetView = new TreeMap.KeySet(this));
// 返回"Key集合"对象
public final Set&K& keySet() {
return navigableKeySet();
// 返回“逆序”的Key集合
public NavigableSet&K& descendingKeySet() {
return descendingMap().navigableKeySet();
// 排列fromKey(包含) 到 toKey(不包含) 的子map
public final SortedMap&K,V& subMap(K fromKey, K toKey) {
return subMap(fromKey, true, toKey, false);
// 返回当前Map的头部(从第一个节点 到 toKey, 不包括toKey)
public final SortedMap&K,V& headMap(K toKey) {
return headMap(toKey, false);
// 返回当前Map的尾部[从 fromKey(包括fromKeyKey) 到 最后一个节点]
public final SortedMap&K,V& tailMap(K fromKey) {
return tailMap(fromKey, true);
// Map的Entry的集合
abstract class EntrySetView extends AbstractSet&Map.Entry&K,V&& {
private transient int size = -1, sizeModC
// 获取EntrySet的大小
public int size() {
// 若SubMap是从“开始节点”到“结尾节点”，则SubMap大小就是原TreeMap的大小
if (fromStart && toEnd)
return m.size();
// 若SubMap不是从“开始节点”到“结尾节点”，则调用iterator()遍历EntrySetView中的元素
if (size == -1 || sizeModCount != m.modCount) {
sizeModCount = m.modC
Iterator i = iterator();
while (i.hasNext()) {
// 判断EntrySetView是否为空
public boolean isEmpty() {
TreeMap.Entry&K,V& n = absLowest();
return n == null || tooHigh(n.key);
// 判断EntrySetView是否包含Object
public boolean contains(Object o) {
if (!(o instanceof Map.Entry))
Map.Entry&K,V& entry = (Map.Entry&K,V&)
K key = entry.getKey();
if (!inRange(key))
TreeMap.Entry node = m.getEntry(key);
return node != null &&
valEquals(node.getValue(), entry.getValue());
// 从EntrySetView中删除Object
public boolean remove(Object o) {
if (!(o instanceof Map.Entry))
Map.Entry&K,V& entry = (Map.Entry&K,V&)
K key = entry.getKey();
if (!inRange(key))
TreeMap.Entry&K,V& node = m.getEntry(key);
if (node!=null && valEquals(node.getValue(),entry.getValue())){
m.deleteEntry(node);
// SubMap的迭代器
abstract class SubMapIterator&T& implements Iterator&T& {
// 上一次被返回的Entry
TreeMap.Entry&K,V& lastR
// 指向下一个Entry
TreeMap.Entry&K,V&
// “栅栏key”。根据SubMap是“升序”还是“降序”具有不同的意义
final K fenceK
int expectedModC
// 构造函数
SubMapIterator(TreeMap.Entry&K,V& first,
TreeMap.Entry&K,V& fence) {
// 每创建一个SubMapIterator时，保存修改次数
// 若后面发现expectedModCount和modCount不相等，则抛出ConcurrentModificationException异常。
// 这就是所说的fast-fail机制的原理！
expectedModCount = m.modC
lastReturned =
fenceKey = fence == null ? null : fence.
// 是否存在下一个Entry
public final boolean hasNext() {
return next != null && next.key != fenceK
// 返回下一个Entry
final TreeMap.Entry&K,V& nextEntry() {
TreeMap.Entry&K,V& e =
if (e == null || e.key == fenceKey)
throw new NoSuchElementException();
if (m.modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
// next指向e的后继节点
next = successor(e);
lastReturned =
// 返回上一个Entry
final TreeMap.Entry&K,V& prevEntry() {
TreeMap.Entry&K,V& e =
if (e == null || e.key == fenceKey)
throw new NoSuchElementException();
if (m.modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
// next指向e的前继节点
next = predecessor(e);
lastReturned =
// 删除当前节点(用于“升序的SubMap”)。
// 删除之后，可以继续升序遍历；红黑树特性没变。
final void removeAscending() {
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
if (m.modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
// 这里重点强调一下“为什么当lastReturned的左右孩子都不为空时，要将其赋值给next”。
// 目的是为了“删除lastReturned节点之后，next节点指向的仍然是下一个节点”。
根据“红黑树”的特性可知：
当被删除节点有两个儿子时。那么，首先把“它的后继节点的内容”复制给“该节点的内容”；之后，删除“它的后继节点”。
这意味着“当被删除节点有两个儿子时，删除当前节点之后，'新的当前节点'实际上是‘原有的后继节点(即下一个节点)’”。
而此时next仍然指向"新的当前节点"。也就是说next是仍然是指向下一个节点；能继续遍历红黑树。
if (lastReturned.left != null && lastReturned.right != null)
next = lastR
m.deleteEntry(lastReturned);
lastReturned =
expectedModCount = m.modC
// 删除当前节点(用于“降序的SubMap”)。
// 删除之后，可以继续降序遍历；红黑树特性没变。
final void removeDescending() {
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
if (m.modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
m.deleteEntry(lastReturned);
lastReturned =
expectedModCount = m.modC
// SubMap的Entry迭代器，它只支持升序操作，继承于SubMapIterator
final class SubMapEntryIterator extends SubMapIterator&Map.Entry&K,V&& {
SubMapEntryIterator(TreeMap.Entry&K,V& first,
TreeMap.Entry&K,V& fence) {
super(first, fence);
// 获取下一个节点(升序)
public Map.Entry&K,V& next() {
return nextEntry();
// 删除当前节点(升序)
public void remove() {
removeAscending();
// SubMap的Key迭代器，它只支持升序操作，继承于SubMapIterator
final class SubMapKeyIterator extends SubMapIterator&K& {
SubMapKeyIterator(TreeMap.Entry&K,V& first,
TreeMap.Entry&K,V& fence) {
super(first, fence);
// 获取下一个节点(升序)
public K next() {
return nextEntry().
// 删除当前节点(升序)
public void remove() {
removeAscending();
// 降序SubMap的Entry迭代器，它只支持降序操作，继承于SubMapIterator
final class DescendingSubMapEntryIterator extends SubMapIterator&Map.Entry&K,V&& {
DescendingSubMapEntryIterator(TreeMap.Entry&K,V& last,
TreeMap.Entry&K,V& fence) {
super(last, fence);
// 获取下一个节点(降序)
public Map.Entry&K,V& next() {
return prevEntry();
// 删除当前节点(降序)
public void remove() {
removeDescending();
// 降序SubMap的Key迭代器，它只支持降序操作，继承于SubMapIterator
final class DescendingSubMapKeyIterator extends SubMapIterator&K& {
DescendingSubMapKeyIterator(TreeMap.Entry&K,V& last,
TreeMap.Entry&K,V& fence) {
super(last, fence);
// 获取下一个节点(降序)
public K next() {
return prevEntry().
// 删除当前节点(降序)
public void remove() {
removeDescending();
// 升序的SubMap，继承于NavigableSubMap
static final class AscendingSubMap&K,V& extends NavigableSubMap&K,V& {
private static final long serialVersionUID = 124060L;
// 构造函数
AscendingSubMap(TreeMap&K,V& m,
boolean fromStart, K lo, boolean loInclusive,
boolean toEnd,
K hi, boolean hiInclusive) {
super(m, fromStart, lo, loInclusive, toEnd, hi, hiInclusive);
public Comparator&? super K& comparator() {
return m.comparator();
// 获取“子Map”。
// 范围是从fromKey 到 toKey；fromInclusive是是否包含fromKey的标记，toInclusive是是否包含toKey的标记
public NavigableMap&K,V& subMap(K fromKey, boolean fromInclusive,
boolean toInclusive) {
if (!inRange(fromKey, fromInclusive))
throw new IllegalArgumentException("fromKey out of range");
if (!inRange(toKey, toInclusive))
throw new IllegalArgumentException("toKey out of range");
return new AscendingSubMap(m,
false, fromKey, fromInclusive,
false, toKey,
toInclusive);
// 获取“Map的头部”。
// 范围从第一个节点 到 toKey, inclusive是是否包含toKey的标记
public NavigableMap&K,V& headMap(K toKey, boolean inclusive) {
if (!inRange(toKey, inclusive))
throw new IllegalArgumentException("toKey out of range");
return new AscendingSubMap(m,
fromStart, lo,
loInclusive,
toKey, inclusive);
// 获取“Map的尾部”。
// 范围是从 fromKey 到 最后一个节点，inclusive是是否包含fromKey的标记
public NavigableMap&K,V& tailMap(K fromKey, boolean inclusive){
if (!inRange(fromKey, inclusive))
throw new IllegalArgumentException("fromKey out of range");
return new AscendingSubMap(m,
false, fromKey, inclusive,
toEnd, hi,
hiInclusive);
// 获取对应的降序Map
public NavigableMap&K,V& descendingMap() {
NavigableMap&K,V& mv = descendingMapV
return (mv != null) ? mv :
(descendingMapView =
new DescendingSubMap(m,
fromStart, lo, loInclusive,
hi, hiInclusive));
// 返回“升序Key迭代器”
Iterator&K& keyIterator() {
return new SubMapKeyIterator(absLowest(), absHighFence());
// 返回“降序Key迭代器”
Iterator&K& descendingKeyIterator() {
return new DescendingSubMapKeyIterator(absHighest(), absLowFence());
// “升序EntrySet集合”类
// 实现了iterator()
final class AscendingEntrySetView extends EntrySetView {
public Iterator&Map.Entry&K,V&& iterator() {
return new SubMapEntryIterator(absLowest(), absHighFence());
// 返回“升序EntrySet集合”
public Set&Map.Entry&K,V&& entrySet() {
EntrySetView es = entrySetV
return (es != null) ? es : new AscendingEntrySetView();
TreeMap.Entry&K,V& subLowest()
{ return absLowest(); }
TreeMap.Entry&K,V& subHighest()
{ return absHighest(); }
TreeMap.Entry&K,V& subCeiling(K key) { return absCeiling(key); }
TreeMap.Entry&K,V& subHigher(K key)
{ return absHigher(key); }
TreeMap.Entry&K,V& subFloor(K key)
{ return absFloor(key); }
TreeMap.Entry&K,V& subLower(K key)
{ return absLower(key); }
// 降序的SubMap，继承于NavigableSubMap
// 相比于升序SubMap，它的实现机制是将“SubMap的比较器反转”！
static final class DescendingSubMap&K,V&
extends NavigableSubMap&K,V& {
private static final long serialVersionUID = 120460L;
DescendingSubMap(TreeMap&K,V& m,
boolean fromStart, K lo, boolean loInclusive,
boolean toEnd,
K hi, boolean hiInclusive) {
super(m, fromStart, lo, loInclusive, toEnd, hi, hiInclusive);
// 反转的比较器：是将原始比较器反转得到的。
private final Comparator&? super K& reverseComparator =
Collections.reverseOrder(m.comparator);
// 获取反转比较器
public Comparator&? super K& comparator() {
return reverseC
// 获取“子Map”。
// 范围是从fromKey 到 toKey；fromInclusive是是否包含fromKey的标记，toInclusive是是否包含toKey的标记
public NavigableMap&K,V& subMap(K fromKey, boolean fromInclusive,
boolean toInclusive) {
if (!inRange(fromKey, fromInclusive))
throw new IllegalArgumentException("fromKey out of range");
if (!inRange(toKey, toInclusive))
throw new IllegalArgumentException("toKey out of range");
return new DescendingSubMap(m,
false, toKey,
toInclusive,
false, fromKey, fromInclusive);
// 获取“Map的头部”。
// 范围从第一个节点 到 toKey, inclusive是是否包含toKey的标记
public NavigableMap&K,V& headMap(K toKey, boolean inclusive) {
if (!inRange(toKey, inclusive))
throw new IllegalArgumentException("toKey out of range");
return new DescendingSubMap(m,
false, toKey, inclusive,
toEnd, hi,
hiInclusive);
// 获取“Map的尾部”。
// 范围是从 fromKey 到 最后一个节点，inclusive是是否包含fromKey的标记
public NavigableMap&K,V& tailMap(K fromKey, boolean inclusive){
if (!inRange(fromKey, inclusive))
throw new IllegalArgumentException("fromKey out of range");
return new DescendingSubMap(m,
fromStart, lo, loInclusive,
false, fromKey, inclusive);
// 获取对应的降序Map
public NavigableMap&K,V& descendingMap() {
NavigableMap&K,V& mv = descendingMapV
return (mv != null) ? mv :
(descendingMapView =
new AscendingSubMap(m,
fromStart, lo, loInclusive,
hi, hiInclusive));
// 返回“升序Key迭代器”
Iterator&K& keyIterator() {
return new DescendingSubMapKeyIterator(absHighest(), absLowFence());
// 返回“降序Key迭代器”
Iterator&K& descendingKeyIterator() {
return new SubMapKeyIterator(absLowest(), absHighFence());
// “降序EntrySet集合”类
// 实现了iterator()
final class DescendingEntrySetView extends EntrySetView {
public Iterator&Map.Entry&K,V&& iterator() {
return new DescendingSubMapEntryIterator(absHighest(), absLowFence());
// 返回“降序EntrySet集合”
public Set&Map.Entry&K,V&& entrySet() {
EntrySetView es = entrySetV
return (es != null) ? es : new DescendingEntrySetView();
TreeMap.Entry&K,V& subLowest()
{ return absHighest(); }
TreeMap.Entry&K,V& subHighest()
{ return absLowest(); }
TreeMap.Entry&K,V& subCeiling(K key) { return absFloor(key); }
TreeMap.Entry&K,V& subHigher(K key)
{ return absLower(key); }
TreeMap.Entry&K,V& subFloor(K key)
{ return absCeiling(key); }
TreeMap.Entry&K,V& subLower(K key)
{ return absHigher(key); }
// SubMap是旧版本的类，新的Java中没有用到。
private class SubMap extends AbstractMap&K,V&
implements SortedMap&K,V&, java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = -0516097L;
private boolean fromStart = false, toEnd =
private K fromKey, toK
private Object readResolve() {
return new AscendingSubMap(TreeMap.this,
fromStart, fromKey, true,
toEnd, toKey, false);
public Set&Map.Entry&K,V&& entrySet() { throw new InternalError(); }
public K lastKey() { throw new InternalError(); }
public K firstKey() { throw new InternalError(); }
public SortedMap&K,V& subMap(K fromKey, K toKey) { throw new InternalError(); }
public SortedMap&K,V& headMap(K toKey) { throw new InternalError(); }
public SortedMap&K,V& tailMap(K fromKey) { throw new InternalError(); }
public Comparator&? super K& comparator() { throw new InternalError(); }
// 红黑树的节点颜色--红色
private static final boolean RED
// 红黑树的节点颜色--黑色
private static final boolean BLACK =
// “红黑树的节点”对应的类。
// 包含了 key(键)、value(值)、left(左孩子)、right(右孩子)、parent(父节点)、color(颜色)
static final class Entry&K,V& implements Map.Entry&K,V& {
Entry&K,V& left =
Entry&K,V& right =
Entry&K,V&
// 当前节点颜色
boolean color = BLACK;
// 构造函数
Entry(K key, V value, Entry&K,V& parent) {
this.key =
this.value =
this.parent =
// 返回“键”
public K getKey() {
// 返回“值”
public V getValue() {
// 更新“值”，返回旧的值
public V setValue(V value) {
V oldValue = this.
this.value =
return oldV
// 判断两个节点是否相等的函数，覆盖equals()函数。
// 若两个节点的“key相等”并且“value相等”，则两个节点相等
public boolean equals(Object o) {
if (!(o instanceof Map.Entry))
Map.Entry&?,?& e = (Map.Entry&?,?&)o;
return valEquals(key,e.getKey()) && valEquals(value,e.getValue());
// 覆盖hashCode函数。
public int hashCode() {
int keyHash = (key==null ? 0 : key.hashCode());
int valueHash = (value==null ? 0 : value.hashCode());
return keyHash ^ valueH
// 覆盖toString()函数。
public String toString() {
return key + "=" +
// 返回“红黑树的第一个节点”
final Entry&K,V& getFirstEntry() {
Entry&K,V& p =
if (p != null)
while (p.left != null)
// 返回“红黑树的最后一个节点”
final Entry&K,V& getLastEntry() {
Entry&K,V& p =
if (p != null)
while (p.right != null)
// 返回“节点t的后继节点”
static &K,V& TreeMap.Entry&K,V& successor(Entry&K,V& t) {
if (t == null)
else if (t.right != null) {
Entry&K,V& p = t.
while (p.left != null)
Entry&K,V& p = t.
Entry&K,V& ch =
while (p != null && ch == p.right) {
// 返回“节点t的前继节点”
static &K,V& Entry&K,V& predecessor(Entry&K,V& t) {
if (t == null)
else if (t.left != null) {
Entry&K,V& p = t.
while (p.right != null)
Entry&K,V& p = t.
Entry&K,V& ch =
while (p != null && ch == p.left) {
// 返回“节点p的颜色”
// 根据“红黑树的特性”可知：空节点颜色是黑色。
private static &K,V& boolean colorOf(Entry&K,V& p) {
return (p == null ? BLACK : p.color);
// 返回“节点p的父节点”
private static &K,V& Entry&K,V& parentOf(Entry&K,V& p) {
return (p == null ? null: p.parent);
// 设置“节点p的颜色为c”
private static &K,V& void setColor(Entry&K,V& p, boolean c) {
if (p != null)
// 设置“节点p的左孩子”
private static &K,V& Entry&K,V& leftOf(Entry&K,V& p) {
return (p == null) ? null: p.
// 设置“节点p的右孩子”
private static &K,V& Entry&K,V& rightOf(Entry&K,V& p) {
return (p == null) ? null: p.
// 对节点p执行“左旋”操作
private void rotateLeft(Entry&K,V& p) {
if (p != null) {
Entry&K,V& r = p.
p.right = r.
if (r.left != null)
r.left.parent =
r.parent = p.
if (p.parent == null)
else if (p.parent.left == p)
p.parent.left =
p.parent.right =
p.parent =
// 对节点p执行“右旋”操作
private void rotateRight(Entry&K,V& p) {
if (p != null) {
Entry&K,V& l = p.
p.left = l.
if (l.right != null) l.right.parent =
l.parent = p.
if (p.parent == null)
else if (p.parent.right == p)
p.parent.right =
else p.parent.left =
p.parent =
// 插入之后的修正操作。
// 目的是保证：红黑树插入节点之后，仍然是一颗红黑树
private void fixAfterInsertion(Entry&K,V& x) {
x.color = RED;
while (x != null && x != root && x.parent.color == RED) {
if (parentOf(x) == leftOf(parentOf(parentOf(x)))) {
Entry&K,V& y = rightOf(parentOf(parentOf(x)));
if (colorOf(y) == RED) {
setColor(parentOf(x), BLACK);
setColor(y, BLACK);
setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);
x = parentOf(parentOf(x));
if (x == rightOf(parentOf(x))) {
x = parentOf(x);
rotateLeft(x);
setColor(parentOf(x), BLACK);
setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);
rotateRight(parentOf(parentOf(x)));
Entry&K,V& y = leftOf(parentOf(parentOf(x)));
if (colorOf(y) == RED) {
setColor(parentOf(x), BLACK);
setColor(y, BLACK);
setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);
x = parentOf(parentOf(x));
if (x == leftOf(parentOf(x))) {
x = parentOf(x);
rotateRight(x);
setColor(parentOf(x), BLACK);
setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);
rotateLeft(parentOf(parentOf(x)));
root.color = BLACK;
// 删除“红黑树的节点p”
private void deleteEntry(Entry&K,V& p) {
modCount++;
// If strictly internal, copy successor's element to p and then make p
// point to successor.
if (p.left != null && p.right != null) {
Entry&K,V& s = successor (p);
p.key = s.
p.value = s.
} // p has 2 children
// Start fixup at replacement node, if it exists.
Entry&K,V& replacement = (p.left != null ? p.left : p.right);
if (replacement != null) {
// Link replacement to parent
replacement.parent = p.
if (p.parent == null)
else if (p == p.parent.left)
p.parent.left
p.parent.right =
// Null out links so they are OK to use by fixAfterDeletion.
p.left = p.right = p.parent =
// Fix replacement
if (p.color == BLACK)
fixAfterDeletion(replacement);
} else if (p.parent == null) { // return if we are the only node.
} else { //
No children. Use self as phantom replacement and unlink.
if (p.color == BLACK)
fixAfterDeletion(p);
if (p.parent != null) {
if (p == p.parent.left)
p.parent.left =
else if (p == p.parent.right)
p.parent.right =
p.parent =
// 删除之后的修正操作。
// 目的是保证：红黑树删除节点之后，仍然是一颗红黑树
private void fixAfterDeletion(Entry&K,V& x) {
while (x != root && colorOf(x) == BLACK) {
if (x == leftOf(parentOf(x))) {
Entry&K,V& sib = rightOf(parentOf(x));
if (colorOf(sib) == RED) {
setColor(sib, BLACK);
setColor(parentOf(x), RED);
rotateLeft(parentOf(x));
sib = rightOf(parentOf(x));
if (colorOf(leftOf(sib))
== BLACK &&
colorOf(rightOf(sib)) == BLACK) {
setColor(sib, RED);
x = parentOf(x);
if (colorOf(rightOf(sib)) == BLACK) {
setColor(leftOf(sib), BLACK);
setColor(sib, RED);
rotateRight(sib);
sib = rightOf(parentOf(x));
setColor(sib, colorOf(parentOf(x)));
setColor(parentOf(x), BLACK);
setColor(rightOf(sib), BLACK);
rotateLeft(parentOf(x));
} else { // symmetric
Entry&K,V& sib = leftOf(parentOf(x));
if (colorOf(sib) == RED) {
setColor(sib, BLACK);
setColor(parentOf(x), RED);
rotateRight(parentOf(x));
sib = leftOf(parentOf(x));
if (colorOf(rightOf(sib)) == BLACK &&
colorOf(leftOf(sib)) == BLACK) {
setColor(sib, RED);
x = parentOf(x);
if (colorOf(leftOf(sib)) == BLACK) {
setColor(rightOf(sib), BLACK);
setColor(sib, RED);
rotateLeft(sib);
sib = leftOf(parentOf(x));
setColor(sib, colorOf(parentOf(x)));
setColor(parentOf(x), BLACK);
setColor(leftOf(sib), BLACK);
rotateRight(parentOf(x));
setColor(x, BLACK);
private static final long serialVersionUID = 124006L;
// java.io.Serializable的写入函数
// 将TreeMap的“容量，所有的Entry”都写入到输出流中
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws java.io.IOException {
// Write out the Comparator and any hidden stuff
s.defaultWriteObject();
// Write out size (number of Mappings)
s.writeInt(size);
// Write out keys and values (alternating)
for (Iterator&Map.Entry&K,V&& i = entrySet().iterator(); i.hasNext(); ) {
Map.Entry&K,V& e = i.next();
s.writeObject(e.getKey());
s.writeObject(e.getValue());
// java.io.Serializable的读取函数：根据写入方式读出
// 先将TreeMap的“容量、所有的Entry”依次读出
private void readObject(final java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
// Read in the Comparator and any hidden stuff
s.defaultReadObject();
// Read in size
int size = s.readInt();
buildFromSorted(size, null, s, null);
// 根据已经一个排好序的map创建一个TreeMap
private void buildFromSorted(int size, Iterator it,
java.io.ObjectInputStream str,
V defaultVal)
java.io.IOException, ClassNotFoundException {
this.size =
root = buildFromSorted(0, 0, size-1, computeRedLevel(size),
it, str, defaultVal);
// 根据已经一个排好序的map创建一个TreeMap
// 将map中的元素逐个添加到TreeMap中，并返回map的中间元素作为根节点。
private final Entry&K,V& buildFromSorted(int level, int lo, int hi,
int redLevel,
Iterator it,
java.io.ObjectInputStream str,
V defaultVal)
java.io.IOException, ClassNotFoundException {
if (hi & lo)
// 获取中间元素
int mid = (lo + hi) / 2;
Entry&K,V& left
// 若lo小于mid，则递归调用获取(middel的)左孩子。
if (lo & mid)
left = buildFromSorted(level+1, lo, mid - 1, redLevel,
it, str, defaultVal);
// 获取middle节点对应的key和value
if (it != null) {
if (defaultVal==null) {
Map.Entry&K,V& entry = (Map.Entry&K,V&)it.next();
key = entry.getKey();
value = entry.getValue();
key = (K)it.next();
value = defaultV
} else { // use stream
key = (K) str.readObject();
value = (defaultVal != null ? defaultVal : (V) str.readObject());
// 创建middle节点
Entry&K,V& middle =
new Entry&K,V&(key, value, null);
// 若当前节点的深度=红色节点的深度，则将节点着色为红色。
if (level == redLevel)
middle.color = RED;
// 设置middle为left的父亲，left为middle的左孩子
if (left != null) {
middle.left =
left.parent =
if (mid & hi) {
// 递归调用获取(middel的)右孩子。
Entry&K,V& right = buildFromSorted(level+1, mid+1, hi, redLevel,
it, str, defaultVal);
// 设置middle为left的父亲，left为middle的左孩子
middle.right =
right.parent =
// 计算节点树为sz的最大深度，也是红色节点的深度值。
private static int computeRedLevel(int sz) {
int level = 0;
for (int m = sz - 1; m &= 0; m = m / 2 - 1)
在详细介绍TreeMap的代码之前，我们先建立一个整体概念。TreeMap是通过红黑树实现的，TreeMap存储的是key-value键值对，TreeMap的排序是基于对key的排序。TreeMap提供了操作“key”、“key-value”、“value”等方法，也提供了对TreeMap这颗树进行整体操作的方法，如获取子树、反向树。后面的解说内容分为几部分,首先，介绍TreeMap的核心，即红黑树相关部分；然后，介绍TreeMap的主要函数；再次，介绍TreeMap实现的几个接口；最后，补充介绍TreeMap的其它内容。
TreeMap本质上是一颗红黑树。要彻底理解TreeMap，建议读者先理解红黑树。关于红黑树的原理，可以参考：
第3.1部分 TreeMap的红黑树相关内容
TreeMap中于红黑树相关的主要函数有:1 数据结构1.1 红黑树的节点颜色--红色
private static final boolean RED =
1.2 红黑树的节点颜色--黑色
private static final boolean BLACK =
1.3 “红黑树的节点”对应的类。
static final class Entry&K,V& implements Map.Entry&K,V& { ... }
Entry包含了6个部分内容：key(键)、value(值)、left(左孩子)、right(右孩子)、parent(父节点)、color(颜色)Entry节点根据key进行排序，Entry节点包含的内容为value。
2 相关操作
private void rotateLeft(Entry&K,V& p) { ... }
private void rotateRight(Entry&K,V& p) { ... }
2.3 插入操作
public V put(K key, V value) { ... }
2.4 插入修正操作红黑树执行插入操作之后，要执行“插入修正操作”。目的是：保红黑树在进行插入节点之后，仍然是一颗红黑树
private void fixAfterInsertion(Entry&K,V& x) { ... }
2.5 删除操作
private void deleteEntry(Entry&K,V& p) { ... }
2.6 删除修正操作
红黑树执行删除之后，要执行“删除修正操作”。目的是保证：红黑树删除节点之后，仍然是一颗红黑树
private void fixAfterDeletion(Entry&K,V& x) { ... }
关于红黑树部分，这里主要是指出了TreeMap中那些是红黑树的主要相关内容。具体的红黑树相关操作API，这里没有详细说明，因为它们仅仅只是将算法翻译成代码。读者可以参考“”进行了解。
第3.2部分 TreeMap的构造函数
1 默认构造函数
使用默认构造函数构造TreeMap时，使用java的默认的比较器比较Key的大小，从而对TreeMap进行排序。
public TreeMap() {
comparator =
2 带比较器的构造函数
public TreeMap(Comparator&? super K& comparator) {
this.comparator =
3 带Map的构造函数，Map会成为TreeMap的子集
public TreeMap(Map&? extends K, ? extends V& m) {
comparator =
putAll(m);
该构造函数会调用putAll()将m中的所有元素添加到TreeMap中。putAll()源码如下：
public void putAll(Map&? extends K, ? extends V& m) {
for (Map.Entry&? extends K, ? extends V& e : m.entrySet())
put(e.getKey(), e.getValue());
从中，我们可以看出putAll()就是将m中的key-value逐个的添加到TreeMap中。
4 带SortedMap的构造函数，SortedMap会成为TreeMap的子集
public TreeMap(SortedMap&K, ? extends V& m) {
comparator = m.comparator();
buildFromSorted(m.size(), m.entrySet().iterator(), null, null);
} catch (java.io.IOException cannotHappen) {
} catch (ClassNotFoundException cannotHappen) {
该构造函数不同于上一个构造函数，在上一个构造函数中传入的参数是Map，Map不是有序的，所以要逐个添加。而该构造函数的参数是SortedMap是一个有序的Map，我们通过buildFromSorted()来创建对应的Map。buildFromSorted涉及到的代码如下：
1 // 根据已经一个排好序的map创建一个TreeMap
// 将map中的元素逐个添加到TreeMap中，并返回map的中间元素作为根节点。
private final Entry&K,V& buildFromSorted(int level, int lo, int hi,
int redLevel,
Iterator it,
java.io.ObjectInputStream str,
V defaultVal)
java.io.IOException, ClassNotFoundException {
if (hi & lo)
// 获取中间元素
int mid = (lo + hi) / 2;
Entry&K,V& left
// 若lo小于mid，则递归调用获取(middel的)左孩子。
if (lo & mid)
left = buildFromSorted(level+1, lo, mid - 1, redLevel,
it, str, defaultVal);
// 获取middle节点对应的key和value
if (it != null) {
if (defaultVal==null) {
Map.Entry&K,V& entry = (Map.Entry&K,V&)it.next();
key = entry.getKey();
value = entry.getValue();
key = (K)it.next();
value = defaultV
} else { // use stream
key = (K) str.readObject();
value = (defaultVal != null ? defaultVal : (V) str.readObject());
// 创建middle节点
Entry&K,V& middle =
new Entry&K,V&(key, value, null);
// 若当前节点的深度=红色节点的深度，则将节点着色为红色。
if (level == redLevel)
middle.color = RED;
// 设置middle为left的父亲，left为middle的左孩子
if (left != null) {
middle.left =
left.parent =
if (mid & hi) {
// 递归调用获取(middel的)右孩子。
Entry&K,V& right = buildFromSorted(level+1, mid+1, hi, redLevel,
it, str, defaultVal);
// 设置middle为left的父亲，left为middle的左孩子
middle.right =
right.parent =
要理解buildFromSorted，重点说明以下几点：
第一，buildFromSorted是通过递归将SortedMap中的元素逐个关联。第二，buildFromSorted返回middle节点(中间节点)作为root。第三，buildFromSorted添加到红黑树中时，只将level == redLevel的节点设为红色。第level级节点，实际上是buildFromSorted转换成红黑树后的最底端(假设根节点在最上方)的节点；只将红黑树最底端的阶段着色为红色，其余都是黑色。
第3.3部分 TreeMap的Entry相关函数
TreeMap的&firstEntry()、 lastEntry()、 lowerEntry()、 higherEntry()、 floorEntry()、 ceilingEntry()、 pollFirstEntry() 、 pollLastEntry()&原理都是类似的；下面以firstEntry()来进行详细说明
我们先看看firstEntry()和getFirstEntry()的代码：
public Map.Entry&K,V& firstEntry() {
return exportEntry(getFirstEntry());
final Entry&K,V& getFirstEntry() {
Entry&K,V& p =
if (p != null)
while (p.left != null)
从中，我们可以看出 firstEntry() 和 getFirstEntry() 都是用于获取第一个节点。但是，firstEntry() 是对外接口； getFirstEntry() 是内部接口。而且，firstEntry() 是通过 getFirstEntry() 来实现的。那为什么外界不能直接调用 getFirstEntry()，而需要多此一举的调用 firstEntry() 呢?先告诉大家原因，再进行详细说明。这么做的目的是：防止用户修改返回的Entry。getFirstEntry()返回的Entry是可以被修改的，但是经过firstEntry()返回的Entry不能被修改，只可以读取Entry的key值和value值。下面我们看看到底是如何实现的。(01) getFirstEntry()返回的是Entry节点，而Entry是红黑树的节点，它的源码如下：
// 返回“红黑树的第一个节点”
final Entry&K,V& getFirstEntry() {
Entry&K,V& p =
if (p != null)
while (p.left != null)
从中，我们可以调用Entry的getKey()、getValue()来获取key和value值，以及调用setValue()来修改value的值。
(02) firstEntry()返回的是exportEntry(getFirstEntry())。下面我们看看exportEntry()干了些什么？
static &K,V& Map.Entry&K,V& exportEntry(TreeMap.Entry&K,V& e) {
return e == null? null :
new AbstractMap.SimpleImmutableEntry&K,V&(e);
实际上，exportEntry() 是新建一个AbstractMap.SimpleImmutableEntry类型的对象，并返回。
SimpleImmutableEntry的实现在AbstractMap.java中，下面我们看看AbstractMap.SimpleImmutableEntry是如何实现的，代码如下：
1 public static class SimpleImmutableEntry&K,V&
2 implements Entry&K,V&, java.io.Serializable
private static final long serialVersionUID = 9025153L;
private final K
private final V
public SimpleImmutableEntry(K key, V value) {
this.value =
public SimpleImmutableEntry(Entry&? extends K, ? extends V& entry) {
= entry.getKey();
this.value = entry.getValue();
public K getKey() {
public V getValue() {
public V setValue(V value) {
throw new UnsupportedOperationException();
public boolean equals(Object o) {
if (!(o instanceof Map.Entry))
Map.Entry e = (Map.Entry)o;
return eq(key, e.getKey()) && eq(value, e.getValue());
public int hashCode() {
return (key
== null ? 0 :
key.hashCode()) ^
(value == null ? 0 : value.hashCode());
public String toString() {
return key + "=" +
从中，我们可以看出SimpleImmutableEntry实际上是简化的key-value节点。它只提供了getKey()、getValue()方法类获取节点的值；但不能修改value的值，因为调用 setValue() 会抛出异常UnsupportedOperationException();
再回到我们之前的问题：那为什么外界不能直接调用 getFirstEntry()，而需要多此一举的调用 firstEntry() 呢?现在我们清晰的了解到：(01) firstEntry()是对外接口，而getFirstEntry()是内部接口。(02) 对firstEntry()返回的Entry对象只能进行getKey()、getValue()等读取操作；而对getFirstEntry()返回的对象除了可以进行读取操作之后，还可以通过setValue()修改值。
第3.4部分 TreeMap的key相关函数
TreeMap的firstKey()、lastKey()、lowerKey()、higherKey()、floorKey()、ceilingKey()原理都是类似的；下面以ceilingKey()来进行详细说明
ceilingKey(K key)的作用是“返回大于/等于key的最小的键值对所对应的KEY，没有的话返回null”，它的代码如下：
public K ceilingKey(K key) {
return keyOrNull(getCeilingEntry(key));
ceilingKey()是通过getCeilingEntry()实现的。keyOrNull()的代码很简单，它是获取节点的key，没有的话，返回null。
static &K,V& K keyOrNull(TreeMap.Entry&K,V& e) {
return e == null? null : e.
getCeilingEntry(K key)的作用是“获取TreeMap中大于/等于key的最小的节点，若不存在(即TreeMap中所有节点的键都比key大)，就返回null”。它的实现代码如下：
1 final Entry&K,V& getCeilingEntry(K key) {
Entry&K,V& p =
while (p != null) {
int cmp = compare(key, p.key);
// 情况一：若“p的key” & key。
// 若 p 存在左孩子，则设 p=“p的左孩子”；
// 否则，返回p
if (cmp & 0) {
if (p.left != null)
// 情况二：若“p的key” & key。
} else if (cmp & 0) {
// 若 p 存在右孩子，则设 p=“p的右孩子”
if (p.right != null) {
// 若 p 不存在右孩子，则找出 p 的后继节点，并返回
// 注意：这里返回的 “p的后继节点”有2种可能性：第一，null；第二，TreeMap中大于key的最小的节点。
理解这一点的核心是，getCeilingEntry是从root开始遍历的。
若getCeilingEntry能走到这一步，那么，它之前“已经遍历过的节点的key”都 & key。
能理解上面所说的，那么就很容易明白，为什么“p的后继节点”有2种可能性了。
Entry&K,V& parent = p.
Entry&K,V& ch =
while (parent != null && ch == parent.right) {
parent = parent.
// 情况三：若“p的key” = key。
第3.5部分 TreeMap的values()函数
values() 返回“TreeMap中值的集合”
values()的实现代码如下：
public Collection&V& values() {
Collection&V& vs =
return (vs != null) ? vs : (values = new Values());
说明：从中，我们可以发现values()是通过 new Values() 来实现 “返回TreeMap中值的集合”。
那么Values()是如何实现的呢？ 没错！由于返回的是值的集合，那么Values()肯定返回一个集合；而Values()正好是集合类Value的构造函数。Values继承于AbstractCollection，它的代码如下：
1 // ”TreeMap的值的集合“对应的类，它集成于AbstractCollection
2 class Values extends AbstractCollection&V& {
// 返回迭代器
public Iterator&V& iterator() {
return new ValueIterator(getFirstEntry());
// 返回个数
public int size() {
return TreeMap.this.size();
// "TreeMap的值的集合"中是否包含"对象o"
public boolean contains(Object o) {
return TreeMap.this.containsValue(o);
// 删除"TreeMap的值的集合"中的"对象o"
public boolean remove(Object o) {
for (Entry&K,V& e = getFirstEntry(); e != e = successor(e)) {
if (valEquals(e.getValue(), o)) {
deleteEntry(e);
// 清空删除"TreeMap的值的集合"
public void clear() {
TreeMap.this.clear();
说明：从中，我们可以知道Values类就是一个集合。而 AbstractCollection 实现了除 size() 和 iterator() 之外的其它函数，因此只需要在Values类中实现这两个函数即可。size() 的实现非常简单，Values集合中元素的个数=该TreeMap的元素个数。(TreeMap每一个元素都有一个值嘛！)iterator() 则返回一个迭代器，用于遍历Values。下面，我们一起可以看看iterator()的实现：
public Iterator&V& iterator() {
return new ValueIterator(getFirstEntry());
说明： iterator() 是通过ValueIterator() 返回迭代器的，ValueIterator是一个类。代码如下：
final class ValueIterator extends PrivateEntryIterator&V& {
ValueIterator(Entry&K,V& first) {
super(first);
public V next() {
return nextEntry().
说明：ValueIterator的代码很简单，它的主要实现应该在它的父类PrivateEntryIterator中。下面我们一起看看PrivateEntryIterator的代码：
&View Code
说明：PrivateEntryIterator是一个抽象类，它的实现很简单，只只实现了Iterator的remove()和hasNext()接口，没有实现next()接口。而我们在ValueIterator中已经实现的next()接口。至此，我们就了解了iterator()的完整实现了。
第3.6部分 TreeMap的entrySet()函数
entrySet() 返回“键值对集合”。顾名思义，它返回的是一个集合，集合的元素是“键值对”。
下面，我们看看它是如何实现的？entrySet() 的实现代码如下：
public Set&Map.Entry&K,V&& entrySet() {
EntrySet es = entryS
return (es != null) ? es : (entrySet = new EntrySet());
说明：entrySet()返回的是一个EntrySet对象。
下面我们看看EntrySet的代码：
1 // EntrySet是“TreeMap的所有键值对组成的集合”，
2 // EntrySet集合的单位是单个“键值对”。
3 class EntrySet extends AbstractSet&Map.Entry&K,V&& {
public Iterator&Map.Entry&K,V&& iterator() {
return new EntryIterator(getFirstEntry());
// EntrySet中是否包含“键值对Object”
public boolean contains(Object o) {
if (!(o instanceof Map.Entry))
Map.Entry&K,V& entry = (Map.Entry&K,V&)
V value = entry.getValue();
Entry&K,V& p = getEntry(entry.getKey());
return p != null && valEquals(p.getValue(), value);
// 删除EntrySet中的“键值对Object”
public boolean remove(Object o) {
if (!(o instanceof Map.Entry))
Map.Entry&K,V& entry = (Map.Entry&K,V&)
V value = entry.getValue();
Entry&K,V& p = getEntry(entry.getKey());
if (p != null && valEquals(p.getValue(), value)) {
deleteEntry(p);
// 返回EntrySet中元素个数
public int size() {
return TreeMap.this.size();
// 清空EntrySet
public void clear() {
TreeMap.this.clear();
说明：EntrySet是“TreeMap的所有键值对组成的集合”，而且它单位是单个“键值对”。EntrySet是一个集合，它继承于AbstractSet。而AbstractSet实现了除size() 和 iterator() 之外的其它函数，因此，我们重点了解一下EntrySet的size() 和 iterator() 函数
size() 的实现非常简单，AbstractSet集合中元素的个数=该TreeMap的元素个数。iterator() 则返回一个迭代器，用于遍历AbstractSet。从上面的源码中，我们可以发现iterator() 是通过EntryIterator实现的；下面我们看看EntryIterator的源码：
final class EntryIterator extends PrivateEntryIterator&Map.Entry&K,V&& {
EntryIterator(Entry&K,V& first) {
super(first);
public Map.Entry&K,V& next() {
return nextEntry();
说明：和Values类一样，EntryIterator也继承于PrivateEntryIterator类。
第3.7部分 TreeMap实现的Cloneable接口
TreeMap实现了Cloneable接口，即实现了clone()方法。clone()方法的作用很简单，就是克隆一个TreeMap对象并返回。
1 // 克隆一个TreeMap，并返回Object对象
2 public Object clone() {
TreeMap&K,V& clone =
clone = (TreeMap&K,V&) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new InternalError();
// Put clone into "virgin" state (except for comparator)
clone.root =
clone.size = 0;
clone.modCount = 0;
clone.entrySet =
clone.navigableKeySet =
clone.descendingMap =
// Initialize clone with our mappings
clone.buildFromSorted(size, entrySet().iterator(), null, null);
} catch (java.io.IOException cannotHappen) {
} catch (ClassNotFoundException cannotHappen) {
第3.8部分 TreeMap实现的Serializable接口
TreeMap实现java.io.Serializable，分别实现了串行读取、写入功能。串行写入函数是writeObject()，它的作用是将TreeMap的“容量，所有的Entry”都写入到输出流中。而串行读取函数是readObject()，它的作用是将TreeMap的“容量、所有的Entry”依次读出。readObject() 和 writeObject() 正好是一对，通过它们，我能实现TreeMap的串行传输。
1 // java.io.Serializable的写入函数
2 // 将TreeMap的“容量，所有的Entry}